การตรวจจับกระแสไฟมอเตอร์ DC

ฉันอนุญาตให้กระแสผ่านมอเตอร์ DC ไหลผ่านตัวต้านทานขนาดเล็กและวัดแรงดันไฟฟ้าข้ามมัน ฉันต้องการให้แรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อกนี้แก่ ADC ของไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อทำการประมวลผลสัญญาณบางอย่างบนมัน ปัญหาของฉันคือว่าตัวควบคุมไมโครทำงานบนแหล่งจ่ายที่แยกและแรงดันไฟฟ้าที่จะตรวจจับอยู่ด้านที่ไม่แยก ฉันรู้สึกว่าการใช้ตัวแยกสัญญาณอะนาล็อกไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ดี วิธีแก้ปัญหาอย่างหนึ่งคือการใช้ External ADC ในด้าน nonisolated และแยกเอาต์พุต ADC แบบดิจิทัล แต่ ADC นี้ไม่สามารถใช้แรงดันลบเมื่อมอเตอร์ทำงานในทิศทางอื่น กรุณาช่วย.

ในขณะที่ฉันเข้าใจว่าคุณกำลังถามเกี่ยวกับวิธีการใช้ตัวต้านทานแบบรับรู้กระแสเพื่อรับรู้ถึงกระแสแล้วถ่ายโอนค่าผ่านขอบเขตการแยกมีทางเลือกอื่นที่ต้องพิจารณาก่อนที่คุณจะตัดสินใจเสร็จสิ้น

(โปรดทราบว่าคุณไม่ได้ให้ข้อมูลจำเพาะหรือข้อกำหนดใด ๆ เช่นแบนด์วิดธ์บรรจุภัณฑ์หรือช่วงปัจจุบันดังนั้นส่วนที่ระบุอาจไม่เหมาะสม แต่มีชิ้นส่วนหลากหลายที่สามารถใช้งานได้ )

เซ็นเซอร์กระแส Hall Effect ช่วยให้สามารถตรวจจับกระแสไฟฟ้าได้อย่างอิสระโดยไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือตัวต้านทานแบบอนุกรมที่ด้าน "ร้อน" ของวงจร สามารถเลือกเอาท์พุทให้เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่แยกได้ของคุณ ตัวอย่างเช่นหากคุณมีไมโครคอนโทรลเลอร์ 3.3V และกระแสที่คุณต้องรับมีค่าน้อยกว่า +/- 12.5A ACS711ของ Allegro Microsystems จะให้แรงดันเอาต์พุตเชิงเส้นระหว่าง 0 ถึง 3.3V โดยมี 0A เป็นศูนย์กลางอยู่ที่ 1.65 โวลต์

ในการใช้สิ่งนี้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณให้เชื่อมต่อ VIout กับพิน ADC

แน่นอนว่าพวกเขาทำให้เซ็นเซอร์เหล่านี้มีความไวความสามารถและแพ็คเกจที่แตกต่างกันในปัจจุบัน Digikey เป็นเพื่อนของคุณ

"ฉันรู้สึกว่าการใช้ตัวแยกสัญญาณอะนาล็อกไม่ใช่ทางออกที่ดี"

เราต้องการที่จะช่วยเหลือ แต่คำตอบของฉันคือเกี่ยวกับ isolator อนาล็อก มีอะไรผิดปกติกับพวกเขา? พวกเขาทำเพื่อสิ่งนี้

IL300อาจจะมีประโยชน์:

IL300 มีความเป็นเชิงเส้นเซอร์โวที่ยอดเยี่ยม 0.01% หากคุณต้องการจ่ายไฟให้ U1 จากแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์

(Vcc และกราวด์ซ้ายและขวาของออปโตคัปเปลอร์มีความแตกต่างอย่างเห็นได้ชัด)

(1) uC ใด ๆ ที่มี ADC ที่มีประสิทธิภาพเหมาะสม อ่านค่า ส่งข้อมูลดิจิตอลผ่าน optocoupler

(2) คุณสามารถซื้อ opotocouplers "เชิงเส้น" ที่อนุญาตให้จำลองแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นข้ามขอบเขตการแยก

สำหรับ $ US2.85 คุณจะได้รับLOC110 fron IXYSพวกเขาอ้างสิทธิ์:

• Linearity 0.01% ของเซอร์โว
• THD -87dB ทั่วไป
• ไวด์แบนด์วิดท์ (> 200kHz)
• คู่สัญญาณอะนาล็อกและดิจิตอล
• การใช้พลังงานต่ำ
• 8-Pin Flatpack หรือแพคเกจ DIP (รองรับ PCMCIA)

อุปกรณ์ประกอบด้วย 1 x LED และ 2 x จับคู่โฟโตไดโอด โฟโตไดโอดทั้งคู่ถูกนำมาใช้เพื่อสร้าง "เซอร์โว" เพื่อให้ไดโอดกระแสโฟโต้ไดโอดทั้งสองมีการจับคู่กันและจะสามารถอนุมานแรงดันอินพุตได้

Avago จัดหาแผ่นข้อมูลและบันทึกย่อแอปที่ดีกว่ามากสำหรับผลิตภัณฑ์ HCNR201 ของพวกเขา

ในแต่ละกรณี I_PD1 = I_PD2 และติดตามวงจรจากตรงนั้น
พวกมันมีวงจรเพิ่มเติมในบันทึกของแอพรวมถึงวงจรหนึ่งสำหรับอินพุตไบโพลาร์

เนื่องจากอุปกรณ์ขับเคลื่อนด้วยกระแสไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานแบบอนุกรมและ "คิด" ในแง่ mA คุณจะต้องขยายแรงดันของมอเตอร์ ไม่น่าจะมีปัญหาตามลำดับโดยรวมของสิ่งต่าง ๆ

ฉันประสบปัญหาเดียวกันในปี 1978 สำหรับมอเตอร์ DC 48V @ 1A ที่มีการควบคุมระยะไกลและข้อเสนอแนะในปัจจุบันเกี่ยวกับการออกแบบระบบตรวจวัดระยะไกลที่กำหนดเอง (ตอนนี้เรียกว่า SCADA) ฉันได้ออกแบบลิงก์ telemetry 1MBps และต้องการจอภาพปัจจุบันแบบอะนาล็อกประมาณ 300 เมตรโดยใช้ช่องสัญญาณ telemetry ดิจิตอลจากอาคารพลังงานเครื่องปฏิกรณ์ไปยังอาคารควบคุม

รายละเอียดของฉัน:

• ข้อผิดพลาด 1% เต็มสเกล
• ลิเนียริตี้ 1%
• อัตราตัวอย่าง 1000 Hz
• 1 แอมป์ DC ปกติบนมอเตอร์ที่มีการปัด10mΩ
• 10Amp คอก หากโพรบกระแสวนติดที่กำลังสูงสุดในช่วงกลางของหลอดยู
• เวลาตอบสนองต่อการรับรู้ถึงกระแสและหยุดการขับมอเตอร์ 20 ms

ที่มีอยู่:

• บิตสถานะไม่กี่บิตบนมาตรข้อมูลข้อมูล 1Mbps ที่อัตราเฟรม 1 kHz
• 6800 MCU เพื่อส่งคำสั่งควบคุมกลับมาที่อัตรา 100Kbps

ตัวเลือกการออกแบบของฉัน:

• ความละเอียด 0.1% ควบคุมวงจรอัตราชีพจร tach โดยปัจจุบัน
• โดยใช้การควบคุมอัตราชีพจรและหนึ่ง shot เพื่อ telemetry
  • 0.1% = 1 pps
  • 1% = 10 pps
  • 10% = 100 pps
  • 100% = 1,000 pps = 10A เต็มสเกล

แทนที่จะเป็น ADC ฉันใช้แนวคิด tach เหมือนรถยนต์ ...

• โดยที่ RPM => อัตราชีพจรแปรผัน 1shot ==> ค่าประจุสะสมบนเครื่องวัดแรงดันไฟฟ้า
• ยกเว้นที่นี่มอเตอร์กระแส - ขยายและควบคุมอัตราชีพจรด้วยช่วงกว้าง VCO & หนึ่งนัด
• พัลส์ถูกส่งเป็น 1 สถานะบิตโดยมี 800 ไบต์ของข้อมูลอื่นในทุก ๆ โหมดซิงค์
• ตัวรับสัญญาณ Tach ที่ได้รับการกู้คืนและวงจรตัวรวบรวมที่เรียบง่ายแสดงมอเตอร์กระแสบนมิเตอร์อนาล็อกเชิงเส้นชนิดขอบ
• ตรวจพบค่าที่ตั้งสำหรับสภาพแผงลอยโดยอัตโนมัติและตอบสนองภายใน ms เพื่อหยุดมอเตอร์ภายใน 5mS

ตอนนี้การออกแบบของคุณอาจใช้วงจร Tach ที่คล้ายกันกับ Opto-Couplers แทนที่จะใช้มาตรวัดระยะไกลบนเล้าโลม การออกแบบ Tach สามารถทำได้ง่าย ๆ โดยไม่ขึ้นอยู่กับความแม่นยำ